第八章 分光光度法教学提纲
分光光度法测定的基本原理说课ppt课件
思想情感目标：激发探索物质现象与物理性质的 兴趣，在探究过程中发展勤于思考、实事求是的 科学态度的教育。
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一、教材和学生情况分析
4、重点、难点分析 • 重点：吸收光谱曲线，朗伯-比尔吸收定律。 • 难点：摩尔吸光系数的理解与应用。
A=εb c
质量吸光系数（a） ：若溶液浓度以质量浓度ρ （g·L-1）表示，液层厚度以厘米（cm）表示，相 应的吸光度，则为质量吸光度，以表示，其单位 为：L·g-1·cm-1。
ε与a的关系：
ε=Ma
A=a bρ
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光吸收定律（定量分析） 光吸收定律成立的条件：
➢ 一是必须使用单色光 ➢ 二是吸收发生在均匀的介质 ➢ 三是吸收过程中，吸收物质互相不发生作用
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二、教学过程
• 2、吸收光谱曲线 • 动画：M1-2-3吸收曲线或吸收光谱 .swf 以KMnO4溶液为例介绍：物质的吸收光谱曲线的绘
制。 将不同波长的光依次通过某一固定浓度
（有色1.溶56液×，10分-4m别o测l/l出的它KM们n对O4各溶种液波）长和光固的定吸厚收度程的 度（用吸光度A表示）。 以波长为横坐标，以吸光度为纵坐标作图，画出 曲线，此曲线即称为该物质的光吸收曲线（或吸 收光谱曲线）。
吸收系数的物理意义：单位浓度的溶液液层厚 度为1cm时，在一定波长下测得的吸光度。
摩尔吸光系数（ε）的物理意义：浓度为1mol·L-1 的溶液，在厚度为1cm的吸收池中，在一定波长 下测得的吸光度。单位为L·mol-1·cm-1。
摩尔吸光系数：吸光物质的吸收能力。ε愈大，表 示该物质对某波长光的吸收能力愈强，测定的灵敏 度也就愈高。
引起学生好奇心，激发其内在动力。 • 然后利用动画演示实验现象，让学生找出
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单色器（1）
单色器的作用是获得单色光。 1、滤光片
常用的滤光片是由有色玻璃（或其他材料）构成，使通 过的光与滤光片的颜色相同。为了表示滤光片的质量， 可制作透光率－波长曲线（即透光曲线），以峰高的一 半与曲线相交波长范围（光谱半宽度）来表示单色光的 质量。半宽度愈窄，单色光愈纯。选择滤光片，必须使 能被溶液吸收最大的光通过，也就是滤光片颜色是溶液 的补色。
几种类型的分光光度计（二）
常用的滤光片是由有色玻璃（或其他材料）构成，使通过的光与滤光片的颜色相同。 是一种光敏半导体元件，经常使用的是硒光电池。 是利用光敏阴极把光信号放大的装置。 棱镜获得单色光的纯度与棱镜色散率和出口狭缝宽度有关。 根据两个液层厚度相同而浓度不同的同一种有色溶液，它们的浓度与吸光度成正比： 对于组分含量高的试样，可减少称取量，或是稀释;对于含量低的溶液可增加称样量或浓缩的方法来提高浓度。 有其他物质共存时，可选适当的入射光和参比溶液来消除干扰，提高选择性。 测定时常用的是校正曲线法或比较法。 取一系列不同浓度标准溶液（5－7图），分别测定其吸光度，以浓度c为横坐标，吸光度为纵坐标，作校正曲线. 有其他物质共存时，可选适当的入射光和参比溶液来消除干扰，提高选择性。 A标 /A试 =c标 /c试 故： c试＝ A试×c标/A标 由于溶液对光的吸收是有选择性的，因此必须选择溶液吸收最大的波长作为入射光的波长。 但由于经显色反应后溶液往往不稳定. 试液用同样条件显色，测定吸光度，从曲线上求得试液浓度。 校正曲线法，又称工作曲线或标准曲线法。 此时一系列标准溶液的管中显出由浅到深的色阶。
2.3.2.测量条件的选择（2）
（3）选择适当的参比溶液 参比溶液的作用在于用它来抵消比色
分析化学1-8分光光度法
各种颜色的光，其波长不同。 各种颜色的光，其波长不同。 物质的颜色正是由于它们对不同 波长的光具有选择性吸收而产生的。 波长的光具有选择性吸收而产生的。
当一束白光通过某一物质或溶 液时，由于物质对光的选择性吸收， 液时，由于物质对光的选择性吸收， 某些波长的光被吸收， 某些波长的光被吸收，另一些波长 的光不被吸收而透过溶液。 的光不被吸收而透过溶液。 溶液的颜色由透过光 透过光的波长所决 溶液的颜色由透过光的波长所决 定。
处于直线关系的两种光，即为互 处于直线关系的两种光， 补光。 补光。 一对互补光按一定强度比例混合 而成白光。 而成白光。 某物质吸收了某波长的光后， 某物质吸收了某波长的光后，将 呈现其互补光的颜色。 互补光的颜色 呈现其互补光的颜色。
例：KMnO4溶液呈紫红色（吸收青绿） 溶液呈紫红色（吸收青绿） 无色透明溶液（透过所有颜色） 无色透明溶液（透过所有颜色） 黑色（全部吸收） 黑色（全部吸收） 白色（反射所有） 白色（反射所有） 实验证明： CuSO4溶液浓度越高， 溶液浓度越高， 实验证明： 对黄色光的吸收越多， 对黄色光的吸收越多，表现为透过的蓝 色越强，溶液的蓝色也越深。 色越强，溶液的蓝色也越深。
1 1
A与T的关系： 的关系：
1 A = lg = lg T T
平行的 （二）物理意义：当一束平行的单色光垂 物理意义：当一束平行 通过以均匀 均匀的 非散射的吸光物质溶液 直通过以均匀的、非散射的吸光物质溶液 吸光度于溶液液层厚度和浓度的乘 于溶液液层厚度 时，其吸光度于溶液液层厚度和浓度的乘 积成正比。 积成正比。
例：用邻二氮菲分光光度法测铁。已知溶 用邻二氮菲分光光度法测铁。 液中Fe 的浓度为500 液中Fe2+的浓度为500 μg L-1 ，液层厚度 2cm， 508nm处测得透明光度为 处测得透明光度为0.645。 为2cm，在508nm处测得透明光度为0.645。 计算摩尔吸收光系数 κ (MFe=55.85 g mol-1 ) 解：
第8章-分光光度法精选全文完整版
• 特点 :
– 灵敏度高：测定下限可达10-5～10-6mol/L,
10-4 %～10-5 %
– 准确度能够满足微量组分的测定要求：
相对误差2～5％ （精密光度计为1～2％）
– 操作简便快速
– 应用广泛
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研究物质在 紫外(200-400nm)、可见光区 (400-800nm) 的分子吸收光谱 的分析方法称为
*反应生成的有色化合物组成恒定，稳定。 *显色条件易于控制，重现性好。
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8.3.2 显色条件的确定
1. 显色剂用量（c(M)、pH一定）
拐点
c(R)
c(R)
Mo(SCN)32+ 浅红 Mo(SCN)5 橙红 Mo(SCN)6- 浅红
c(R)
Fe(SCN)n3-n
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2. 显色反应酸度（c(M)、 c(R)一定）
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4. 光吸收基本定律: Lambert-Beer定律
I I-dI
朗伯定律(1760年)
I0
s
A=lg(I0/It)=k1b
It
b dx
比尔定律(1852年)
A=lg(I0/It)=k2c
A=lg(I0/It)=kbc
吸光度
介质厚
度(cm) 9
吸光度与光程的关系 A = bc
吸光度
0.00
光源
检测器
原理： 利用光通过光栅时
平面透 射光栅
透 镜
光屏
发生衍射和干涉现象而
分光.
M1
M2
光栅衍射示意图
出 射
狭
缝
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检测器
可见分光光度法
的稀溶液时，若波长和温度T一定，其吸光度A与溶液的
浓度c和液层厚度b成正比。
A=Kbc
4.吸光系数a
当c用g·L-1表示，b用cm表示时，K用a表示，称为吸 光系数，其单位为L·（g·cm-1）。
A=abc
5.摩尔吸光系数：
A =bc 溶液厚度b，单位cm；浓度c，单位molL-1； 摩尔吸光系数，单位Lmol -1cm-1
光电管是一个由阳极和一个半圆桶状金属阴极构成的二 极管。阴极一般内侧涂有光敏物质，阳极为一金属丝。当光照 射阴极表面，阴极就会向阳极发射电子产生电流，电流大小取 决于光照强度。
光电倍增管是由光电管改进而成的，管中有若干个称为倍增极的附 加电极。因此，可使光激发的电流得以放大，一个光子约产生106～107个电 子。它的灵敏度比光电管高200多倍。适用波长范围为160～700 nm。光电 倍增管在现代的分光光度计中被广泛采用。
在干扰最小情况下选择最大吸收波长为测量波长，当待 测液中有干扰时，应选择干扰物质吸收最小、被测物质吸 收最大的波长。
1.当显色剂无色，溶液中共存离子有色，可选择不加入显 色剂的试液作为参比溶液。
2.当试液及显色剂均无色时，可选择纯溶剂作为参比溶液。
3.当显色剂有色，试液无色，可选用显色剂作为参比溶液。
红
紫
660
橙
400
600
蓝
黄
420
560
青蓝
绿
450 青 530
500
光的互补：若两种不同颜色的单色光按一定的 强度比例混合得到白光，那么就称这两种单色光为 互补色的光。
二、吸收曲线
透光率和吸光度 入 度 射I射 光a，光 强透强 度过度 为光II0r强，度吸I收t，光反强 I0 ═ Ia + It + Ir 被测溶液和参比溶液的 吸收池同样材料和厚度， 反射光强度影响相互抵 消，上式简化为 I0 ═ Ia + It
分光光度法讲义
分光光度法云南先锋化工有限公司质量监测中心1、分光光度法引言（1）概念：分光光度法是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸收度，对该物质进行定性和定量分析的方法。
（是利用物质所特有的吸收光谱来鉴别物质或测定其含量的一项技术。
）（2）阐述概念：在分光光度计中，将不同波长的光连续地照射到一定浓度的样品溶液时，便可得到不同波长相对应的吸收强度。
如以波长（λ）为横坐标，吸收强度（A）为纵坐标，就可绘出该物质的吸收光谱曲线。
利用该曲线进行物质定性、定量的分析方法，称为分光光度法，也称为吸收光谱法。
用紫外光源测定无色物质的方法，称为紫外分光光度法；用可见光光源测定有色物质的方法，称为可见光光度法。
它们与比色法一样，都以Beer-Lambert定律为基础。
上述的紫外光区与可见光区是常用的。
但分光光度法的应用光区包括紫外光区，可见光区，红外光区。
（3）特点：灵敏度高、精确度高、操作简便、快速。
对于复杂的组分系统，无须分离即可检测出其中所含的微量组分的特点。
（4）波长范围(1)200～400nm的紫外光区，(2)400～760nm的可见光区，(3)2.5～25μm(按波数计为4000cm<-1>～400cm<-1>)的红外光区。
2、分光光度法的原理• Lambert 定律：一束单色光在通过透明溶液时，由于溶液吸收一部分光能，使光的强度减弱，若溶液浓度不变，则溶液的厚度越大，光线强度的减弱也越显著，即光吸收的量与溶液的厚度成比例关系。
若以I 0表示入射光强度，I 表示透过光强度，L 表示溶液的厚度，而I/ I 0表示光线透过溶液的程度，称为透光率，用T 表示，则T= I/I 0。
K 为消光系数，在入射波长、溶液种类和温度一定的条件下，K是一个定值。
• Beer 定律：一束单色光在通过透明溶液时，若溶液的厚度不变，则溶液浓度愈高，光线强度的减弱也愈显著，即溶液对光的吸收与溶液的浓度成比例关系。
讲解分光光度法.讲诉
Ax
光度，以A~C作图，得一条
通过原点的直线
标准曲线 0
Cx C
相同条件下，测定样品吸光度Ax, 在标准曲
线上查出对应的被测物浓度Cx
可见分光光度法
（一）标准曲线法:
用空白液(参比液)对仪器进行校正, 以消除溶剂、显色剂对光的吸收， 以及光在吸收池中的散射和反射等。
可见分光光度法
标准曲线偏离Beer’s law
0.42 1 104 1
4200L mol1 cm1
了解 第五节、吸光光度法的应用
• 酸碱解离常数的测定 • 配合物组成及稳定常数的测定 • 双波长分光光度法
了解
第六节 紫外分光光度法
可见光：380 ~ 780 nm 紫外光：200 ~ 380 nm
可见分光光度法：只能测定有色或与显色剂发 生显色的物质；
[Fe(Sal)]+ [Fe(Sal)2][Fe(Sal)3]3Fe(OH)3
紫色 橙色 黄色
一般加缓冲液，控制溶液酸度（较佳酸度由A-pH 实验曲线确定)
4、显色时间 作吸光度A与时间曲线，确定时间
5、干扰离子的掩蔽 掩蔽：借助一定化学反应（加入掩蔽剂），不 经分离而消除干扰的过程。如配合，氧还反应
A—C 线性差，出现弯曲 A
（1）溶液中吸光物质不稳定 （2）单色光纯度差
C
物理、化学原因
可见分光光度法
（二）、标准对照法
配置一个与被测物浓度相近的标准溶液Cs，在 max附近处测出As,则
As = kCs Ax = kCx
Cx=
Ax As
Cs
适于个别样品，误差较大。只有在测定的浓度 区间内溶液完全遵从郎伯-比尔定律。 Cs和 Cx相近时结果准确。
分光光度法
本章小结
基本概念：吸光度，透光率，吸光系数， 最大吸收波长，显色剂，参比溶液吸收 曲线，标准曲线
基本计算：A =εbc
A = -lgT = lg I 0 It
测定方法：标准曲线法 标准对照法
判断题
1. 分光光度法灵敏度高，特别适用于常量
组分的测定。 （× ）
2. 光 照 射 有 色 溶 液 时 ， A 与 T 的 关 系 为
质量吸光系数a, 单位: Lg -1cm-1
吸光系数
与入射光的波长、物质的性质、溶 剂和温度有关；与浓度无关；
≥103，可用于定量测定； 与λmax一起可以作为定性的依据。
Lambert―beer定律
A =εbc
A ═ ab ε= aM
T =10-bc
适用条件 Preconditions:
A. 向短波方向移动
B. 向长波方向移动
√C. 不改变，但峰高度改变
D. 不改变，峰高度也不变
E. 改变，但峰高度不变
7．分光光度法中使用试剂空白作对照的目的 是：
A. 用以消除仪器测量误差 B. 用以消除溶液偏离Beer定律引起的误差 C. 用以消除单色光纯度差引起的误差
√D. 用以消除溶剂、显色剂等物质对入射光
① c 一定, A∝b Lambert ② b 一定, A∝c Beer
A =εbc
三、Lambert-Beer定律
A =bc
溶液厚度b, 单位:cm
浓度c，单位molL-1
摩尔吸光系数，单位Lmol -1cm-1
若用质量浓度代替c
A = ab
质量浓度 , 单位: gL-1
吸光度的加合性 Addition of A
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第八章分光光度法
第六章 吸光光度法
一、问答题
1. 摩尔吸收系数的物理意义是什么？其大小和哪些因素有关？在分析化学中κ有何意义？
2. 朗伯－比尔定律的物理意义是什么？什么是透光度？什么是吸光度？二者之间的关系是什么？
3. 为社么物质对光发生选择性吸收？
4. 分光光度计有哪些主要部件？它们各起什么作用？
5 当研究一种新的显色剂时，必须做哪些实验条件的研究？为什么？
6 什么是吸收光谱曲线？什么是标准曲线？它们有何实际意义？利用标准曲线进行定量分析时可否使用透光度T 和浓度c 为坐标？
7 测定金属钴中微量锰时在酸性液中用KIO 3将锰氧化为高锰酸根离子后进行吸光度的测定。
若用高锰酸钾配制标准系列，在测定标准系列及试液的吸光度时应选什么作参比溶液？
8 吸光度的测量条件如何选择？为什么？普通光度法与示差法有何异同？
9 光度分析法误差的主要来源有哪些？如何减免这些误差？试根据误差分类分别加以讨论。
10 常见的电子跃迁有哪几种类型？
11 在有机化合物的鉴定和结构判断上，紫外－可见吸收光谱提供信息具有什么特点？
二、计算题
1．以邻二氮菲光度法测定Fe (Ⅱ)，称取试样0.500g ，经处理后，加入显色剂，最后定容
为50.0mL ，用1.0 cm 吸收池在510 nm 波长下测得吸光度A =0.430，计算试样中的w (Fe)(以百分数表示)；当溶液稀释一倍后透射比是多少？（ε510=1.1×104）
2．%0.61%10010=⨯=-A T 已知KMnO 4的ε545=2.2×103，计算此波长下浓度为0.002%
（m/v ）KMnO 4溶液在3.0cm 吸收池中的透射比。
若溶液稀释一倍后透射比是多少？
3. 以丁二酮肟光度法测定镍，若络合物NiDx 2的浓度为1.7×10-5mol ·L -1，用2.0cm 吸收池
在470nm 波长下测得的透射比为30.0%。
计算络合物在该波长的摩尔吸光系数。
4. 根据下列数据绘制磺基水杨酸光度法测定Fe （Ⅲ）的工作曲线。
标准溶液是由0.432g
铁铵矾[NH 4Fe(SO 4)2·12H 2O]溶于水定容到500.0mL 配制成的。
取下列不同量标准溶液于50.0mL 容量瓶中，加显色剂后定容，测量其吸光度。
V (Fe(Ⅲ))（mL ） 1.00 2.00 3.00 4.00
5.00
6.00
A 0.097 0.200 0.304 0.408 0.510 0.618
测定某试液含铁量时，吸取试液5.00mL ，稀释至250.0mL ，再取此稀释溶液2.00mL 置于50.0mL 容量瓶中，与上述工作曲线相同条件下显色后定容，测得的吸光度为0.450，计算试液中Fe(Ⅲ)含量（以g/L 表示）。
5. 以PAR 光度法测定Nb ，络合物最大吸收波长为550nm ，ε=3.6×104；以PAR 光度法测定
Pb ，络合物最大吸收波长为520nm ，ε=4.0×104。
计算并比较两者的桑德尔灵敏度。
6. 有两份不同浓度的某一有色络合物溶液，当液层厚度均为 1.0cm 时，对某一波长的透
射比分别为：（a）65.0%；（b）41.8%。
求
（1）该两份溶液的吸光度A1，A2。
（2）如果溶液（a）的浓度为6.5×10-4mol·L-1，求溶液（b）的浓度。
（3）计算在该波长下有色络合物的摩尔吸光系数和桑德尔灵敏度。
（设待测物质的摩尔质量为47.9g/mol）
7.用吸光光度法测定含有两种络合物x与y的溶液的吸光度（b=1.0cm），获得下列数
8.当光度计透射比测量的读数误差ΔT=0.010时，测得不同浓度的某吸光溶液的吸光度
为：0.010、0.100、0.200、0.434、0.800、1.200。
利用吸光度与浓度成正比以及吸光度与透光率的关系，计算由仪器读数误差引起的浓度测量的相对误差。
9.以联吡啶为显色剂，光度法测定Fe(Ⅱ)，若在浓度为0.2mol·L-1,pH=5.0时的醋酸缓
冲溶液中进行显色反应。
已知过量联吡啶的浓度为1×10-3mol·L-1，lg K H(bipy)=4.4，lg K(FeAc)=1.4，lgβ3=17.6。
试问反应能否定量进行？
10.用示差光度法测量某含铁溶液, 用5.4×10-4mol·L-1Fe3+溶液作参比,在相同条件下显色,用1cm吸收池测得样品溶液和参比溶液吸光度之差为0.300。
已知 =2.8×103L·mol-1·cm-1,则样品溶液中Fe3+的浓度有多大？
11.确称取1.00mmol的指示剂于100mL容量瓶中溶解并定容。
取该溶液2.50mL5份，分别调至不同pH并定容至25.0mL，用1.0cm吸收池在650nm波长下测得如下数据：pH 1.00 2.00 7.00 10.00 11.00
A0.00 0.00 0.588 0.840 0.840 计算在该波长下In-的摩尔吸光系数和该指示剂的p K a。